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Die Erfindung betrifft eine Schneckenpresse zum Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das öl al- tige Ausgangsgut, z.B Ölsaat oder Ölfrucht, im wesentlichen wie vorgelegt und unkomprimier an eine zum Auspressen des Öls vorgesehene Drosselstelle transportierenden Förderschnecke and mit einem die Förderschnecke aufnehmenden, innen im Prinzip zylindrischen Schneckengehä se, welches Ölaustrittsöffnungen zum Ableiten des an der Drosselstelle ausgepressten Öls besitzt, wo-
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Drosselstelle im Gehäuseumfang vorgesehen sind. Die Ölaustrittsöffnungen können die Form von Löchern, Schlitzen oder dergleichen besitzen. Es kann eine siebartige Lochung bzw. Schlitz ng, z. B umlaufend im zylindrischen Gehäuse, vorliegen.
Eine Schneckenpresse dieser Art wird von der Anmelderin unter der Bezeichnung "Komet" seit langem hergestellt und vertrieben. In der Komet-Presse werden reine Förderschnecken, innerhalb derer bzw. in deren Windungen das ölhaltige Gut (wie Ölsaat oder Ölfrucht) praktisch nicht ko pri- miert wird, eingesetzt. Die Kompression und gegebenenfalls Zerteilung des Saatguts erfolgt ers an einer Drosselstelle am Ausgang der Förderschnecke. Das ausgepresste Öl fliesst dann entgegen der Förderrichtung der Schnecke und tritt mit Abstand von einigen (z B. zwei bis drei) Umläufen der Schneckenwindung durch die (gegebenenfalls siebartigen) Öffnungen des die Schnecke lindrisch umgebenden Gehäuses aus der Presse aus.
Dieses reine Fördern und nur örtliche Pressen mit entsprechend kurzzeitiger Druckerhöhung in ölhaltigen Gut hat den unschätzbaren Vorteil, dass das ölhaltige Gut nicht überhitzt wird, das heisst, dass es nicht so stark erhitzt wird, dass therm sch bedingte Schäden des Naturprodukts auftreten könnten.
Es gibt auch Schneckenpressen zum Gewinnen von Pflanzenölen, deren Schnecke das ö haltige Einsatzgut bereits innerhalb der Schneckenwindung auf dem Wege zu einer Drossels elle kontinuierlich oder stufenweise komprimiert. Es wird hierzu verwiesen auf DE-PS 817 687 s wie auf die DE-OS 27 51 703 und 30 26 477. Nach diesem Stand der Technik wird in jeder Kom es- sions- und Förderstufe ein höherer Druck erreicht. Das wird beispielsweise dadurch möglich, dass das Fördervolumen der Schneckenwindungen von Stufe zu Stufe oder gar innerhalb einer Stu e in Transportrichtung abnimmt.
Mit Forderschnecken dieser Art können grössere Leistungen als mit der herkömmlich gattungsgemässen Schneckenpresse erreicht werden, eine Überhitzung des öl altigen Guts und des Öls - mit entsprechenden thermisch bedingte Schäden des Naturprodukts - ist aber kaum zu vermeiden.
Nach einem aus DE 33 21 983 A1 bekannten Verfahren wird Flüssigkeit aus Feststoff-Flü sig- keitsgemischen durch den perforierten Mantel einer Schneckenpresse gedrückt. Die beka nte Schneckenpresse besitzt mindestens eine zwischen dem Mantel und der Schneckenwelle vorg esehene ringförmige Drossel zum zonenweisen Aufbau hohen Drucks. Der die Schneckenwelle urngebende Mantel wird - im Prinzip ahnlich wie bei der Komet-Presse - in der jeweiligen Zone heben Drucks an der Drossel vollständig geschlossen ausgeführt. Allerdings wird der Druck im Pre gut bereits vom Beginn des Schneckengangs an allmählich aufgebaut, bis er an der Drosselstelle ein Maximum erreicht
Ferner soll gemäss vorgenannter DE 33 21 983 A1 bei Druckerhöhung an der Drosselstelle von Schneckenzone zu Schneckenzone vor jeder Drossel annähernd gleiches Fördervolumen eingestellt werden.
Diese Bedingungen sind aber nur zu erfüllen, wenn - wie im Bekannten ang egeben - sich die Massverhältnisse der betreffenden Schneckenteile von Stufe zu Stufe ändern.
Um bei der gattungsgemässen Schneckenpresse die Förderleistung gegenüber den anfangs beschriebenen Komet-Pressen zu erhöhen, versuchte der Erfinder, Schnecken mit wesentlich grö- #erem Umfang und entsprechend grösserem Fördervolumen der Schneckenwindung einzusetzen.
Dabei zeigte sich, dass eine Vergrösserung des Radius der Schneckenwindung notwendig - ei benachbarte Windungsgänge dürfen sich nicht überlagern - eine Vergrösserung der Steigung der Transportschnecke zur Folge hat. Das Fördervolumen jeder Windung der Transportschnecke ist nämlich nur insoweit wirksam, als der Querschnitt der Windung einen Halbkreis nicht überschreitet. Für eine Vergrösserung des Fördervolumens müssen also die einzelnen Schneckenwindungen Dreiter werden, was notwendig eine Vergrösserung der Schneckensteigung zur Folge hat.
Das Öl wird bei der gattungsmässigen Schneckenpresse (mit lediglich fördernder Schnecke) dadurch aus dem ölhaltigen Gut ausgetrieben, dass dieses zwischen der letzten Schneckerwindung und einem als Drossel wirkenden Durchgangsringspalt (Drosselspalt) gepresst wird. Wenn die Steigung der Schnecke vergrössert wird, verringert sich an dieser Drosselstelle der Anpresswir
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kungsgrad, es sei denn, die Maschine wird langsamer gedreht. Dieser Effekt rührt daher, dass bei grösserer Steigung die in Umfangsrichtung an der Drosselstelle gemessene Länge der Presszone zwischen dem letzten Umlauf der Schneckenwindung, der nur zum Teil vorhanden ist, und der Drossel verkürzt wird.
Die Versuche ergaben letztlich, dass weder eine Vergrösserung des Schneckenradius noch eine Vergrösserung der Steigung oder gar eine Vergrösserung der Schneckendrehzahl zu einer entscheidenden Erhöhung der Auspressleistung führt, wenn das ölhaltige Gut in der Schnecke lediglich gefördert und erst unmittelbar im Drosselbereich komprimiert und entölt werden soll.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneckenpresse zur Gewinnung von Pflanzenöl zu schaffen, in der das ölhaltige Ausgangsgut mit der Schnecke im wesentlichen nur gefördert und daher nicht durch vorzeitige Kompression erhitzt wird, die aber eine gegenüber der oben beschriebenen Komet-Presse wesentlich grössere Kapazität und einen besseren Auspressgrad ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Lösung besteht für die Schneckenpresse eingangs genannter Art darin, dass zwei oder mehr betreffend das Fördervolumen der Schneckenwindung und deren Steigung im wesentlichen identisch ausgebildete Teilförderschnecken unter Zwischenschaltung jeweils einer einen Ringspalt aufweisenden Zwischendrosselstelle auf einer Welle im selben Schneckengehäuse einteilig hintereinander geschaltet sind und dass - gesehen in Transportrichtung - mit Abstand auch vor jeder Zwischendrosselstelle am Umfang der Förderschnecke Ölaustrittsöffnungen vorgesehen sind. Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäss werden zwei oder mehr betreffend das Fördervolumen der Schneckenwindung im wesentlichen identisch ausgebildete Teilförderschnecken unter Zwischenschaltung jeweils einer Drosselstelle, an der das ölhaltige Gut ausgequetscht wird, auf einer Achse hintereinander geschaltet. Jeder dieser Zwischen-Drosselstellen wird am Umfang der Schnecke ein Ölaustrittsbereich zugeordnet, welcher der Drosselstelle mit einigen Umläufen der Schneckenwindung mit Abstand jeweils vorgeschaltet sein soll. Die Teilförderschnecken werden vorzugsweise auch gleich lang ausgebildet.
Da die einzelnen Teilförderschnecken auf einer Achse einteilig verbunden sind, genügt zum Antrieb der Gesamtschnecke ein einziger Motor. Am Ausgang der Gesamtschnecke, das heisst der hintereinander geschalteten Teilschnecken, wird das ölhaltige Gut wie schon bisher bei der gattungsmässigen Komet-Schneckenpresse in Richtung auf die Längsachse der Schnecke nach innen abgelenkt, ausgepresst und in Transportrichtung als (gepresstes) Pellet abgeliefert. Das dabei gewonnene Öl fliesst dem angeförderten Gut entgegen - längs der Gehäuse-Innenfläche - zu den siebartigen Gehäuseaustrittslöchern.
Allein dadurch, dass man das Auspressen des ölhaltigen Guts auf zwei oder mehr Stufen verteilt, wird - vom Stand der Technik her völlig unerwartet - für die gattungsgemässe Schneckenpresse die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst. Diese Lösung macht es möglich, trotz erhöhten Fördervolumens der einzelnen Schneckenwindung und entsprechend vergrösserter Schneckensteigung insgesamt zumindest denselben prozentualen Auspressgrad (an Öl) wie bei der herkömmlichen gattungsgemässen Presse zu erhalten, aber das Mehrfache an ölhaltigem Gut pro Zeiteinheit durch die Presse durchzusetzen. In einem Ausführungsbeispiel konnten anstelle von 20 kg bei einer einteiligen Presse 120 kg Ölsaat bei einer zweiteiligen Presse (zwei Teil-Forderschnecken) pro Stunde mit demselben Auspressgrad entölt werden.
An jeder einzelnen einen Ringspalt aufweisenden Zwischen-Drosselstelle zwischen zwei Teilförderschnecken der erfindungsgemässen Schneckenpresse wird das ölhaltige Gut zwischen einem mit dem Schneckengehäuse verbundenen Aussenring und einem mit der Schneckenwelle verbundenen Innenring zerquetscht und komprimiert sowie ausgepresst. Der zwischen dem Aussen- und Innenring vorgesehene Ringspalt soll in seinem Querschnitt, insbesondere in Radius-Richtung, dem jeweils verarbeiteten, ölhaltigen Gut angepasst werden. Je grösser der ölanteil einer Saat, Frucht usw. ist, um so enger wird der Spalt gemacht.
Um nicht jedesmal, wenn ein anderes ölhaltiges Gut mit grösserem oder kleinerem Ölanteil zu verarbeiten ist, die Presse zwecks Anpassung des Drossel-Ringspalts demontieren zu müssen, wird gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung der Ringspalt einer Zwischendrosselstelle zwischen einem mit der Schnecke bzw. deren Welle gekoppelten Innenring mit konusförmiger
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Aussenfläche und einem mit dem Schneckengehäuse verbundenen Aussenring mit konusförm ger Innenfläche gebildet, wobei die Anstiegswinkel der beiden Konusse gleichgerichtet zu- oder ab eh- men, und dass der Durchlassquerschnitt des Ringspalts durch Relativverschiebung der beiden Ri ige verstellbar ist. Dadurch wird der Durchlassquerschnitt aus dem ölgehalt des jeweils verarbeit ten ölhaltigen Guts anpassbar.
Der Aussenring soll koaxial zum Schneckengehäuse angeordnet in. Vorzugsweise soll der Innenring relativ zum Aussenring auf der Schneckenwelle bzw. mit der Schneckenwelle in Richtung der Schneckenachse verschiebbar gelagert sein. Insbesondere kann der Aussenring relativ zum Innenring zusammen mit dem Schneckengehäuse bzw. einem ang enzenden Gehäuseteil verschiebbar gelagert sein. Gegebenenfalls kann der Aussenring mit ei em von ausserhalb des Gehäuses zu aktivierenden Betätigungsmittel ausgestattet werden, das es ermöglicht, den Aussenring relativ zum Innenring axial zu verschieben. Bevorzugt kann der (k ni- sche) Innenring mit der Schneckenwelle entsprechend verschiebbar gelagert werden.
Im Gegensatz zum Fall bei den oben beschriebenen Kompressionsschnecken mit zwei der mehr Stufen, in denen das ölhaltige Material stufenweise immer weiter vorkomprimiert wird, e Igt das Ausquetschen des ölhaltigen Guts in der erfindungsgemässen Presse im wesentlichen rieht oder nicht unmittelbar durch die Schnecke oder deren Stufen, sondern praktisch allein durch das Pressen in der jeweiligen Drosselstelle. Wichtig ist dabei, dass der in der einzelnen Drosselstelle auf das ölhaltige Gut ausgeübte Druck bzw. der in diesem Gut aufgebaute Druck unmittelbar auf Null abfällt, wenn das Gut am Ausgang der Drosselstelle ankommt.
Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schneckenpresse zum Teil im Längsschnitt (Schnitt längs der Schneckenachse) und zum Teil in der Seitenansicht ; undFig. 2 den Bereich einer Zwischendrosselstelle der Presse.
Die in Fig 1 dargestellte Schneckenpresse umfasst ein Schneckengehäuse 1 mit Eingabet ichter 2 am einen Längsende 3 und Auspressdüse 4 am anderen Längsende 5. Das Schnecke gehäuse 1 nach Fig. 1 besitzt vor der Auspressdüse 4 eine Enddrosselstelle 6 und im mittleren Bereich eine Zwischendrosselstelle 7.
Innerhalb des auf der Innenfläche im wesentlichen zylindrischen Schneckengehäuses 1 ird eine insgesamt mit 8 bezeichnete Förderschnecke drehbar gelagert. Die Förderschnecke 8 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer ersten Schneckenstufe 9 und einer zweiten Schneckenstufe 10 also aus den Teilförderschnecken einer ersten und einer zweiten Förderstufe. Die beiden Sch ekkenstufen 9 und 10 sind zumindest betreffend Fördervolumen und Steigung der einzelnen Sch @ek- kenwindungen 11 sowie das umgebende Gehäuse 1 identisch. Die beiden Schneckenstufen 9 und 10 sitzen im Ergebnis einteilig auf einer Antriebswelle 12, der ein (nicht gezeichneter) Motor der sonstiger Antrieb zugeordnet wird. Zwischen den beiden Schneckenstufen 9 und 10 befindet sich die beschriebene Zwischendrosselstelle 7.
Diese besteht aus einem Aussenring 13 und einem z.B. passend auf der Antriebswelle 12 sitzenden) Innenring 14.
Zwischen dem mit dem Schneckengehäuse 1 verbundenen Aussenring 13 und dem die beiden Schneckenstufen 9 und 10 auf der Welle 12 verbindenden Innenring 14 wird das im Eingabetri hter 2 in Eingaberichtung 15 vorgelegte ölhaltige Gut komprimiert, gegebenenfalls zerquetscht s wie ausgepresst. Das gewonnene Öl fliesst entgegen der Schnecken-Transportrichtung 16, also in Gegenrichtung zum geförderten ölhaltigen Gut, zurück in den Bereich der ersten Schneckenst fe 9 und tritt an dessen Umfang durch ein im Abstand von einigen Umläufern der Schneckenwin ung 11 vor der Zwischendrosselstelle 7 - gesehen in Transportrichtung 16 - im Gehäuse 1 vorgesehene Auslasssieb 17 (durch Schlitze, Löcher oder dergleichen) aus der Presse aus.
Der ölfluss 18 kann sich dabei etwa längs des eingezeichneten Pfeils an der Innenfläche 19 des Schneckengehä ses 1 entlang bis zu den Öffnungen des Auslasssiebs 17 bewegen.
Während das ausgepresste Öl der Transportrichtung 16 entgegenfliesst, wird das zumindes teilweise entölte Gut in der Transportrichtung 16 durch den zwischen Aussenring 13 und Innenring 14 der Drosselstelle 7 gebildeten Ringspalt 20 weiter gefördert. Der Innenring 14 wird bevorzug auf der Weile 12 so befestigt, dass das (zum Teil) entölte Gut nur durch den Ringspalt 20 weiterbe egt werden kann. Dabei soll der Innenring 14 vorzugsweise unverschiebbar oder zusammen mi der Welle 12 verschiebbar gelagert werden.
Da das Gut in der Drosselstelle 7 einen Teil seines Volumens, nämlich das Öl, verliert, fällt der
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Materialdruck, der im Bereich zwischen dem letzten Umlauf 21 der Windung und der Drosselstelle 7 steil ansteigend aufgebaut war, fast unstetig, augenblicklich auf Null ab, wenn das Gut durch den Ringspalt 20 getreten ist. Dieses drucklose Gut wird dann mit der zweiten Schneckenstufe 10 - im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 - zur Enddrosselstelle 6 transportiert. Grundsätzlich können aber mehrere Zwischendrosselstellen 7 vorgesehen werden.
Im Bereich der Enddrosselstelle 6 wird das bereits entölte Gut, wie bei der eingangs beschriebenen Komet-Presse der Anmelderin, in Richtung auf die Schneckenachse 22, also nach innen hin, abgelenkt und im Düsentnchter 23 ausgepresst, so dass schliesslich durch einen Auslass 24 ein Pellet 25 in der Transportrichtung 16 austritt.
In diesem Bereich am Schneckenende 26 wird das ölhaltige Gut zunächst zwischen dem letzten Umlauf der Schneckenwindung und einer konvexen Frontfläche 27 (stumpfförmiges Schnekkenende) der Förderschnecke 8 einerseits und einer dazu im wesentlichen parallelen, konkaven Innenfläche 28 der Düse 5 (z. B. Gegenwand des Schneckengehäuses) andererseits, annähernd in Richtung auf die Schneckenachse 22 abgelenkt. Hierbei wird das ölhaltige Gut zerquetscht, sowie schliesslich in einem dem Auslass 24 vorgeschalteten Düsentrichter 23 ausgepresst. Das entölte Gut (das heisst, der verbleibende Ölkuchen) tritt dann in Form eines Pellets 25 aus der Düse 5 aus.
Zugleich fliesst das gewonnene Öl in Pfeilrichtung 29 der Transportrichtung 16 der Schnecke 8 entgegen zu einen Ölauslass 30 im Gehäuse 1.
Der Bereich der erfindungsgemässen Schnecke an einer Zwischendrosselstelle 7 wird anhand von Fig. 2 näher erläutert.
Das mit Hilfe der ersten Schneckenstufe 9 zur Zwischendrosselstelle 7 in Transportrichtung 16 geförderte ölhaltige Gut wird im Bereich zwischen dem letzten (nur zum Teil vorhandenen) Umlauf 21 der Schneckenwindung und der Drosselstelle 7 gequetscht, gegebenenfalls geschert und ausgepresst, so dass das gewonnene Öl in Fliessrichtung 18 (der Transportrichtung 16 entgegen) strömt.
Zugleich gelangt das zumindest teilweise entölte Gut - mangels jedes weiteren Durchgangs - in Pfeilrichtung 31 durch den Ringspalt 20 zur zweiten Schneckenstufe 10.
Der Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 wird so gewählt, dass das pro Zeiteinheit dem Eingabetrichter 22 vorgelegte olhaltige Gut nach Abzug des an der Drosselstelle 7 pro Zeiteinheit ausgepressten Ölvolumens gerade durch den Ringspalt 20 durchtreten kann Wie gesagt, sinkt der Materialdruck nach Durchtritt durch den Spalt 20 augenblicklich auf Null ab. Dieses drucklose Gut wird mit der zweiten Schneckenstufe 10 (drucklos) weiter zu einer weiteren Zwischendrosselstelle oder zur Enddrosselstelle 6 transportiert.
Wie oben erläutert, ist es in der Regel erforderlich, den Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 an den Ölgehalt des jeweiligen Guts anzupassen. Dadurch soll erreicht werden, dass mit der Transportgeschwindigkeit der Schnecke nur das entölte Gut, gegebenenfalls mit dem an der fraglichen Drosselstelle noch nicht ausgetriebenen Ölanteil, durch den Spalt 20 hindurchtreten kann, das ausgetriebene Öl 18 aber in der Gegenrichtung von der Drosselstelle 7 wegfliesst. Mit der Vorgabe des Durchlassquerschnitts des Ringspalts 20 wird also auch bestimmt, wie stark das vorgelegte Gut an der jeweiligen Zwischendrosselstelle 7 entölt wird.
Um an bzw. vor einer Zwischendrosselstelle 7 einen optimalen Ölabquetscheffekt zu erhalten, wird der Ringspalt 20 gemäss weiterer Erfindung im Prinzip als Spalt zwischen zwei koaxialen Kegelstumpfflachen ausgebildet, wobei die eine Kegelstumpffläche relativ zur anderen Kegelstumpffläche in Richtung der Kegelachse verschiebbar gelagert wird. Auf diese Weise kann der Abstand der Kegelstumpfflächen und damit der Durchlassquerschnitt des Ringspalts verändert werden. Vorzugsweise wird demgemäss der Ringspalt 20 der Zwischendrosselstelle 7 zwischen einem mit der Schnecke 8 gekoppelten (z.
B. auf der Welle 12 sitzenden) Innenring 14 mit - wenigstens zum Teil - konusförmiger Aussenfläche 32 und einem mit dem Gehäuse 1 verbundenen Aussenring 13 mit - wenigstens zum Teil - konusförmiger Innenfläche 33 gebildet, wobei die Anstiegswinkel der beiden Konusse gleichgerichtet sind, und der (konusförmige) Durchlassquerschnitt des Ringspalts 20 wird durch Relativverschiebung der beiden Ringe 13 und 14 verstellbar gemacht. Ersichtlich kann hiernach der Durchmesser des Ringspalts 20 - also der Konus- bzw. Kegelstumpfflächen - in der Transportrichtung 16 zu- oder abnehmen. Im Ausführungsbeispiel wird ein zunehmender Durchmesser bevorzugt.
Die Relativverstellung der beiden Ringe 13 und 14 in Richtung der Schneckenachse 22 lasst sich durch entsprechende Verstellbarkeit des Aussenrings 13 und/oder des Innenrings 14 bewerkstelligen. Eine Verstellbarkeit des Aussenrings 13 hat den Vorteil, dass man diesen Ring von aussen
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leichter erreichen und damit betätigen kann. Eine Verstellbarkeit des Innenrings 14, der beispielsweise auf der durch die Schnecke 18 hindurchgehenden Antriebswelle 10 zu lagern ist, hat den Vorteil, dass der Innenring 14 auf der Antriebswelle 12 gleitend auf oder zusammen mit der Welle 12 relativ zum Aussenring 13 verschoben werden kann.
Bezugszeichenliste
1 = Schneckengehäuse
2 = Eingabetrichter
3 = Längsende (1 )
4 = Auspressdüse
5 = Längsende (1)
6 = Enddrosselstelle
7 = Zwischendrosselstelle
8 = Förderschnecke
9 = erste Schneckenstufe
10 = zweite Schneckenstufe
11 = Schneckenwindung
12 = Antriebswelle
13 = Aussenring
14 = Innenring
15 = Eingaberichtung
16 = Transportrichtung
17 = Auslass
18 = Ölfluss
19 = Innenfläche (1)
20 = Ringspalt
21 = letzte Windung (9)
22 = Schneckenachse
23 = Düsentrichter
24 = Auslass (23)
25 = Pellet
26 = Schneckenende
27 = Frontfläche (8)
28 = konkave Innenfläche (5)
29 = Pfeilrichtung
30 = Siebauslass
31 = Pfeilrichtung
32 = Aussenfläche (14)
33 = Innenflache (13)
PATENTANSPRÜCHE:
1. Schneckenpresse zum Gewinnen von Pflanzenöl mit einer das ölhaltige Ausgangsgut z. B.
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The invention relates to a screw press for extracting vegetable oil with a feed screw transporting the oil-containing starting material, for example oilseed or oil fruit, essentially as presented and uncompressed to a screw conveyor which is provided for pressing out the oil, and with a screw conveyor which accommodates the screw screw and which is essentially cylindrical on the inside Screw housing, which has oil outlet openings for discharging the oil pressed out at the throttle point, where
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Throttle point are provided in the housing circumference. The oil outlet openings can be in the form of holes, slots or the like. There may be a sieve-like perforation or slot ng, e.g. B all around in the cylindrical housing.
A screw press of this type has long been manufactured and sold by the applicant under the name "Komet". In the Komet press, pure screw conveyors are used, within which or in the coils of which the oil-containing material (such as oilseed or oil crop) is practically not compressed. The seeds are compressed and, if necessary, broken up at a throttling point at the outlet of the screw conveyor. The pressed oil then flows counter to the direction of conveyance of the screw and emerges from the press through the (possibly sieve-like) openings of the housing surrounding the screw in a spaced manner from a few (e.g. two to three) revolutions of the screw turn.
This pure conveying and only local pressing with a corresponding short-term pressure increase in oil-containing goods has the invaluable advantage that the oil-containing goods are not overheated, which means that they are not heated so much that thermal damage to the natural product could occur.
There are also screw presses for extracting vegetable oils, the screw of which compresses the oil-containing feed material continuously or in stages within the screw turn on the way to a throttle. For this purpose, reference is made to DE-PS 817 687 s as well as to DE-OS 27 51 703 and 30 26 477. According to this prior art, a higher pressure is reached in each level of compression and delivery. This is made possible, for example, by the fact that the conveying volume of the screw turns decreases from stage to stage or even within one stage in the direction of transport.
With Ford screws of this type, higher capacities than with the conventional screw press of the generic type can be achieved, but overheating of the oil-old material and the oil - with corresponding thermal damage to the natural product - can hardly be avoided.
According to a method known from DE 33 21 983 A1, liquid from solid-liquid mixtures is pressed through the perforated jacket of a screw press. The known screw press has at least one annular throttle provided between the casing and the screw shaft for the zone-wise build-up of high pressure. The casing surrounding the screw shaft becomes - in principle similar to the comet press - in the respective zone completely increases pressure at the throttle executed closed. However, the pressure in the pre is built up gradually from the start of the worm gear until it reaches a maximum at the throttle point
Furthermore, according to the aforementioned DE 33 21 983 A1, when the pressure is increased at the throttle point from screw zone to screw zone, approximately the same delivery volume is to be set in front of each throttle.
However, these conditions can only be met if - as stated in the known - the dimensions of the screw parts concerned change from stage to stage.
In order to increase the conveying capacity of the generic screw press compared to the comet presses described at the beginning, the inventor attempted to use screws with a significantly larger size and correspondingly larger conveying volume of the screw turn.
It was shown that an increase in the radius of the screw turn is necessary - adjacent turns must not overlap - an increase in the pitch of the screw conveyor results. The delivery volume of each turn of the screw conveyor is only effective to the extent that the cross section of the turn does not exceed a semicircle. In order to increase the delivery volume, the individual screw turns must be three, which necessarily results in an increase in the screw pitch.
The oil in the generic screw press (with only a conveying screw) is expelled from the oil-containing material by pressing it between the last screw turn and a through-ring gap (throttle gap) which acts as a throttle. If the incline of the screw is increased, the contact pressure decreases at this throttling point
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degree of efficiency, unless the machine rotates more slowly. This effect is due to the fact that, with a larger gradient, the length of the pressing zone measured in the circumferential direction at the throttle point between the last revolution of the screw turn, which is only partially present, and the throttle is shortened.
Ultimately, the tests showed that neither increasing the screw radius, increasing the pitch or even increasing the screw speed leads to a decisive increase in the pressing capacity if the oily material in the screw is only to be conveyed and only compressed and oiled in the throttle area.
The invention has for its object to provide a screw press for the extraction of vegetable oil, in which the oil-containing starting material is essentially only conveyed with the screw and is therefore not heated by premature compression, but which has a significantly larger capacity than the comet press described above and enables a better degree of squeezing.
The solution according to the invention for the screw press of the type mentioned at the outset is that two or more partial conveyor screws of essentially identical design with respect to the conveying volume of the screw turn and the pitch thereof are connected in one piece in series with an intermediate throttling point having an annular gap on a shaft in the same screw housing and that - seen in the direction of transport - oil outlet openings are provided at a distance in front of each intermediate throttle point on the circumference of the screw conveyor. Improvements and further refinements of the invention are specified in the subclaims.
According to the invention, two or more partial conveyor screws of essentially identical design with respect to the conveying volume of the screw winding are connected in series on one axis with the interposition of a throttle point at which the oil-containing material is squeezed out. Each of these intermediate throttling points is assigned an oil outlet area on the circumference of the screw, which is to be upstream of the throttling point with some revolutions of the screw turn. The partial conveyor screws are preferably also of the same length.
Since the individual partial screw conveyors are connected in one piece on one axis, a single motor is sufficient to drive the entire screw. At the exit of the entire screw, i.e. the partial screw connected in series, the oil-containing material is deflected inward in the direction of the longitudinal axis of the screw, as before, with the generic comet screw press, pressed out and delivered in the transport direction as a (pressed) pellet. The oil obtained flows towards the transported goods - along the inside surface of the housing - to the sieve-like housing outlet holes.
Merely by distributing the pressing of the oil-containing material over two or more stages, the task on which the invention is based is achieved for the generic screw press completely unexpectedly from the prior art. This solution makes it possible, despite the increased delivery volume of the individual screw winding and a correspondingly larger screw pitch, to obtain at least the same percentage degree of pressing (in oil) as in the conventional generic press, but to achieve multiple times the amount of oil-containing material per unit of time by the press. In one exemplary embodiment, instead of 20 kg in a one-part press, 120 kg of oilseed in an two-part press (two part conveyor screws) could be deoiled per hour with the same degree of pressing.
At each individual intermediate throttling point having an annular gap between two partial screw conveyors of the screw press according to the invention, the oil-containing material is crushed and compressed and pressed between an outer ring connected to the screw housing and an inner ring connected to the screw shaft. The cross section of the annular gap provided between the outer and inner ring should be adapted to the oil-containing material processed in each case, in particular in the radius direction. The greater the oil content of a seed, fruit, etc., the narrower the gap is made.
In order not to have to dismantle the press each time another oil-containing material with a greater or smaller oil content is to be processed in order to adapt the throttle annular gap, according to a further embodiment of the invention the annular gap is an intermediate throttle point between one with the screw or its shaft coupled inner ring with conical
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Outer surface and an outer ring connected to the screw housing with a conical inner surface are formed, the rise angles of the two cones increasing or decreasing in the same direction, and that the passage cross section of the annular gap is adjustable by relative displacement of the two grooves. As a result, the passage cross-section can be adjusted from the oil content of the oil-containing goods processed in each case.
The outer ring should be arranged coaxially with the worm housing. The inner ring should preferably be displaceable relative to the outer ring on the worm shaft or with the worm shaft in the direction of the worm axis. In particular, the outer ring can be mounted displaceably relative to the inner ring together with the screw housing or an angular housing part. Optionally, the outer ring can be equipped with an actuating means to be activated from outside the housing, which enables the outer ring to be displaced axially relative to the inner ring. The (niche) inner ring can preferably be mounted with the worm shaft so that it can be displaced accordingly.
In contrast to the case with the above-described compression screws with two of the more stages, in which the oil-containing material is gradually pre-compressed step by step, the squeezing of the oil-containing material in the press according to the invention essentially does not take place or does not occur directly through the screw or its steps, but practically solely by pressing in the respective throttle point. It is important that the pressure exerted on the oily material in the individual throttling point or the pressure built up in this good drops immediately to zero when the good arrives at the outlet of the throttling point.
Details of the invention are explained on the basis of the schematic representation of an exemplary embodiment. Show it:
Figure 1 is a screw press partly in longitudinal section (section along the screw axis) and partly in side view. and fig. 2 the area of an intermediate throttling point of the press.
The screw press shown in FIG. 1 comprises a screw housing 1 with input 2 at one longitudinal end 3 and extrusion nozzle 4 at the other longitudinal end 5. The screw housing 1 according to FIG. 1 has an end throttle point 6 in front of the extrusion nozzle 4 and an intermediate throttle point 7 in the central area.
Inside the screw housing 1, which is essentially cylindrical on the inner surface, a screw conveyor, designated overall by 8, is rotatably mounted. In the exemplary embodiment, the screw conveyor 8 consists of a first screw stage 9 and a second screw stage 10, that is to say of the partial screw conveyors of a first and a second conveyor stage. The two check stages 9 and 10 are identical, at least with regard to the delivery volume and the slope of the individual coil windings 11, and the surrounding housing 1. As a result, the two worm stages 9 and 10 are in one piece on a drive shaft 12, to which a (not shown) motor of the other drive is assigned. The intermediate throttling point 7 described is located between the two screw stages 9 and 10.
This consists of an outer ring 13 and a e.g. suitable on the drive shaft 12) inner ring 14.
Between the outer ring 13 connected to the worm housing 1 and the inner ring 14 connecting the two worm stages 9 and 10 on the shaft 12, the oil-containing material presented in the input tri hter 2 in the input direction 15 is compressed, optionally crushed as squeezed out. The oil obtained flows against the screw transport direction 16, i.e. in the opposite direction to the oil-containing material being conveyed, back into the area of the first screw screw 9 and occurs on its circumference through a distance of a few rotors of screw screw 11 in front of the intermediate throttle point 7 - seen in the transport direction 16 - outlet screen 17 provided in the housing 1 (through slots, holes or the like) from the press.
The oil flow 18 can move approximately along the arrow on the inner surface 19 of the Schneckengehä ses 1 along to the openings of the outlet screen 17.
While the pressed oil flows in the direction of transport 16, the at least partially de-oiled material is conveyed further in the direction of transport 16 through the annular gap 20 formed between the outer ring 13 and inner ring 14 of the throttle point 7. The inner ring 14 is preferably fastened in the course of the time 12 so that the (partially) de-oiled material can only be further excited by the annular gap 20. The inner ring 14 should preferably be immovably or together with the shaft 12 slidably mounted.
Since the material in the throttling point 7 loses part of its volume, namely the oil, it falls
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Material pressure, which was built up steeply in the area between the last revolution 21 of the turn and the throttle point 7, almost discontinuously, instantaneously to zero when the material passed through the annular gap 20. This unpressurized material is then transported to the final throttle point 6 with the second screw stage 10 - in the exemplary embodiment according to FIG. 1. In principle, however, several intermediate throttling points 7 can be provided.
In the area of the final throttle point 6, the oil which has already been de-oiled, as in the comet press of the applicant described at the beginning, is deflected in the direction of the screw axis 22, i.e. inwards, and pressed out in the nozzle nozzle 23, so that finally a pellet is passed through an outlet 24 25 emerges in the transport direction 16.
In this area at the screw end 26, the oil-containing material is first between the last revolution of the screw turn and a convex front surface 27 (truncated screw end) of the screw conveyor 8 on the one hand and an essentially parallel, concave inner surface 28 of the nozzle 5 (e.g. counter wall of the Snail housing) on the other hand, deflected approximately in the direction of the screw axis 22. Here, the oil-containing material is crushed and finally pressed out in a nozzle funnel 23 connected upstream of the outlet 24. The deoiled material (that is, the remaining oil cake) then emerges from the nozzle 5 in the form of a pellet 25.
At the same time, the oil obtained flows in the arrow direction 29 of the transport direction 16 of the screw 8 counter to an oil outlet 30 in the housing 1.
The area of the screw according to the invention at an intermediate throttle point 7 is explained in more detail with reference to FIG. 2.
The oil-containing material conveyed with the aid of the first screw stage 9 to the intermediate throttle point 7 in the transport direction 16 is squeezed in the area between the last (only partially present) circulation 21 of the screw turn and the throttle point 7, if necessary sheared and pressed out, so that the oil obtained in the flow direction 18 (opposite the transport direction 16) flows.
At the same time, the at least partially de-oiled material - in the absence of any further passage - passes in the direction of arrow 31 through the annular gap 20 to the second screw stage 10.
The passage cross section of the annular gap 20 is selected such that the oil-containing material presented to the input funnel 22 per unit of time can, after deduction of the oil volume pressed out at the throttle point 7 per unit of time, just pass through the annular gap 20. As mentioned, the material pressure drops immediately after passing through the gap 20 to zero. This unpressurized material is transported with the second screw stage 10 (unpressurized) to a further intermediate throttle point or to the final throttle point 6.
As explained above, it is generally necessary to adapt the passage cross section of the annular gap 20 to the oil content of the respective good. The aim of this is to ensure that only the de-oiled material, possibly with the oil portion not yet expelled at the throttle point in question, can pass through the gap 20 at the transport speed of the screw, but the expelled oil 18 flows away from the throttle point 7 in the opposite direction. With the specification of the passage cross section of the annular gap 20, it is also determined how much the product is de-oiled at the respective intermediate throttle point 7.
In order to obtain an optimal oil squeezing effect at or in front of an intermediate throttling point 7, the annular gap 20 is in principle designed according to another invention as a gap between two coaxial truncated cone surfaces, the one truncated cone surface being mounted displaceably relative to the other truncated cone surface in the direction of the cone axis. In this way, the distance between the frustoconical surfaces and thus the passage cross section of the annular gap can be changed. Accordingly, the annular gap 20 of the intermediate throttle point 7 is preferably between a coupled with the screw 8 (z.
B. sitting on the shaft 12) inner ring 14 with - at least in part - conical outer surface 32 and an outer ring 13 connected to the housing 1 with - at least partly - conical inner surface 33, the angles of rise of the two cones being rectified, and the (Conical) passage cross section of the annular gap 20 is made adjustable by relative displacement of the two rings 13 and 14. It can be seen that the diameter of the annular gap 20 - that is to say of the conical or truncated cone surfaces - can increase or decrease in the transport direction 16. In the exemplary embodiment, an increasing diameter is preferred.
The relative adjustment of the two rings 13 and 14 in the direction of the screw axis 22 can be accomplished by appropriate adjustability of the outer ring 13 and / or the inner ring 14. An adjustability of the outer ring 13 has the advantage that this ring can be seen from the outside
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can reach and operate more easily. An adjustability of the inner ring 14, which is to be supported, for example, on the drive shaft 10 passing through the worm 18, has the advantage that the inner ring 14 can be slid on the drive shaft 12 on or together with the shaft 12 relative to the outer ring 13.
Reference list
1 = worm housing
2 = input funnel
3 = longitudinal end (1)
4 = ejection nozzle
5 = longitudinal end (1)
6 = final throttle point
7 = intermediate throttle point
8 = screw conveyor
9 = first screw stage
10 = second screw stage
11 = screw turn
12 = drive shaft
13 = outer ring
14 = inner ring
15 = input direction
16 = direction of transport
17 = outlet
18 = oil flow
19 = inner surface (1)
20 = annular gap
21 = last turn (9)
22 = screw axis
23 = nozzle funnel
24 = outlet (23)
25 = pellet
26 = screw end
27 = front surface (8)
28 = concave inner surface (5)
29 = arrow direction
30 = sieve outlet
31 = arrow direction
32 = outer surface (14)
33 = inner surface (13)
PATENT CLAIMS:
1. Screw press for the extraction of vegetable oil with an oil-containing raw material z. B.
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